ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

แค่พ่นก็รอด! สเปรย์พอลิเมอร์ "ชุดเกราะพืช" ช่วยพืชสู้ภัยแล้งและแบคทีเรีย

25 ม.ค. 695 นาที25 ม.ค. 69

นักวิทยาศาสตร์พัฒนา “ชุดเกราะพืช” ในรูปแบบของสเปรย์ ช่วยเคลือบผิวใบ ช่วยให้พืชรับมือทั้งการขาดน้ำและการติดเชื้อได้พร้อมกัน

ขนาดตัวอักษร

นักวิทยาศาสตร์พัฒนา “ชุดเกราะพืช” ในรูปแบบของสเปรย์ ช่วยเคลือบผิวใบ ช่วยให้พืชรับมือทั้งการขาดน้ำและการติดเชื้อได้พร้อมกัน เพื่อเป็นทางเลือกในการดูแลพืชให้เกษตรกร

ความมั่นคงทางอาหารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้หลายทาง และหนึ่งในนั้นคือการที่วัตถุดิบไม่สามารถเติบโตได้เพียงพอกับความต้องการของผู้บริโภค นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบนวัตกรรมสเปรย์พอลิเมอร์ที่ทำหน้าที่เป็น "ชุดเกราะล่องหน" ช่วยปกป้องพืชผลจากแบคทีเรียร้ายแรงและช่วยให้ยืนต้นรอดชีวิตในภาวะขาดน้ำอย่างรุนแรง ซึ่งถือเป็นกุญแจสำคัญที่จะช่วยให้เกษตรกรทั่วโลกรับมือกับสภาวะภูมิอากาศแปรปรวนได้อย่างยั่งยืน

นักวิจัยทดลองฉีดสเปรย์พอลิเมอร์ลงบนใบพืช

จุดเริ่มต้นของ “ชุดเกราะพืช” จากงานวิจัยวัสดุชีวภาพ

งานวิจัยนี้พัฒนาโดยทีมนักวิทยาศาสตร์จากคณะวิศวกรรมศาสตร์ เจคอบส์ (Jacobs School of Engineering) แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก (University of California San Diego) ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยเป็นความร่วมมือของนักวิจัยด้านวิศวกรรมเคมี วัสดุศาสตร์ และชีววิทยาพืช ในการพัฒนาสเปรย์พอลิเมอร์ “ชุดเกราะพืช”

ผลการศึกษาสะท้อนความก้าวหน้าของการใช้พอลิเมอร์ชีวภาพเป็นเกราะป้องกันพืช โดยมีแนวคิดหลักคือการสร้างสารเคลือบบางระดับไมโครเมตร ที่สามารถพ่นลงบนใบพืชได้โดยตรง โดยไม่รบกวนการสังเคราะห์แสงหรือการเจริญเติบโตตามธรรมชาติของพืช

ฟิล์มบางระดับไมโครเมตร ป้องกันแต่ไม่ปิดการหายใจของพืช

หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการใช้พอลิเมอร์ชนิด "โพลีนอร์บอร์นีน" (Polynorbornene) ที่ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยน้ำแทนการใช้สารละลายเคมีที่เป็นพิษ ทำให้สารเคลือบนี้มีความอ่อนโยนและไม่ทำลายเนื้อเยื่อพืชที่บอบบาง 

เมื่อเกษตรกรฉีดพ่นสเปรย์ลงไป ประจุบวกในโมเลกุลของพอลิเมอร์จะทำหน้าที่เข้าจู่โจมและทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียร้ายแรงโดยตรง โดยเฉพาะกลุ่มโรคพืชที่ระบาดหนักในเขตเมืองร้อน เช่น โรคใบจุดในมะเขือเทศ (Speck) โรคแคงเกอร์ในไม้ผล (Canker) และโรคเน่าในพืชตระกูลแตง (Blight) ซึ่งมักจะแพร่กระจายได้รวดเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิโลกสูงขึ้น

Patrick Opdensteinen นักวิจัยฉีดแบคทีเรยลงบนใบพืช

ระบบภูมิคุ้มกันอัจฉริยะ กระตุ้นได้ทั่วทั้งต้น

ความน่าทึ่งของสเปรย์เกราะพืชนี้คือความสามารถในการสร้าง "ภูมิคุ้มกันเชิงระบบ" โดยที่เกษตรกรไม่จำเป็นต้องพ่นสเปรย์ให้ครอบคลุมพืชทุกตารางนิ้ว เพียงแค่ฉีดพ่นลงบนส่วนใดส่วนหนึ่งของใบพืช สารพอลิเมอร์จะกระตุ้นให้พืชเกิดการตอบสนองต่อความเครียดที่ปลอดภัย โดยมีการผลิตสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (Hydrogen peroxide) ในระดับที่พอเหมาะเพื่อส่งสัญญาณเตือนภัยไปยังส่วนอื่น ๆ ของต้นพืช

กลไกนี้จะช่วยให้ทั้งต้นมีภูมิคุ้มกันต่อโรคอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง ช่วยลดการใช้สารเคมีในปริมาณมาก และประหยัดเวลาในการดูแลจัดการไร่นาได้อย่างมหาศาล

เกราะล่องหนช่วยรักษาความชื้นสู้ภัยแล้ง

นอกจากคุณสมบัติต้านเชื้อโรคแล้ว สเปรย์นี้ยังทำหน้าที่เป็น "ชุดรักษาความชื้น" ให้พืชได้อีกด้วย จากการทดสอบในสภาวะจำลองภัยแล้งพบว่า พืชที่ได้รับการฉีดพ่นสเปรย์สามารถทนต่อการขาดน้ำได้นานกว่าพืชทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด โดยหลังจากขาดน้ำนานถึง 4 วัน พืชกลุ่มนี้ยังคงเขียวสดใสและมีสภาพสมบูรณ์ เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลของพอลิเมอร์ช่วยทำหน้าที่เป็นแผ่นฟิล์มบาง ๆ ที่ช่วยลดอัตราการระเหยของน้ำออกจากใบไม้ แต่ยังสามารถแลกเปลี่ยนก๊าซและสังเคราะห์แสงได้ตามปกติ ช่วยให้พืชทนความร้อนและภัยแล้งได้

การทดสอบประสิทธิภาพของสเปรย์พอลิเมอร์

การรับมือโลกร้อน และความยั่งยืนของการเกษตร

แม้การทดสอบเบื้องต้นในห้องปฏิบัติการจะให้ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ แต่ทีมวิจัยยังคงมุ่งมั่นพัฒนาต่อยอดในเรื่องของการย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegradability) เพื่อให้มั่นใจว่าชุดเกราะพืชจะไม่ทิ้งมลพิษหรือสารตกค้างสะสมในดินและสิ่งแวดล้อม การมีเทคโนโลยีที่ช่วยให้พืชแข็งแรงขึ้นทั้งต่อโรคและอากาศที่เลวร้าย จึงเป็นทางออกสำคัญที่ช่วยสร้างความมั่นใจว่าเราจะมีอาหารที่เพียงพอและปลอดภัยสำหรับอนาคต

บทสรุป

โดยสรุปแล้ว นวัตกรรมสเปรย์พอลิเมอร์ "ชุดเกราะพืช" อาจตอบโจทย์การเกษตรได้ทั้งการต้านเชื้อโรคและการสู้ภัยแล้งได้ในหนึ่งเดียว ด้วยคุณสมบัติที่ใช้งานง่าย ปลอดภัยต่อพืช และมีประสิทธิภาพในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันครอบคลุมทั้งต้น แม้จะยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยเพิ่มเติมด้านการย่อยสลายทางชีวภาพและการทดสอบในภาคสนามจริง แต่เทคโนโลยีนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญในการเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับแหล่งอาหารของมนุษย์ ท่ามกลางวิกฤตสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและรุนแรงในปัจจุบัน ซึ่งจะช่วยให้เกษตรกรสามารถก้าวข้ามขีดจำกัดเดิม ๆ สู่การผลิตที่มั่นคงและยั่งยืนได้

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: ucsd, newatlas, thebrighterside
ที่มาภาพ: ucsd 

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026Thai Genius

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026

งานวิศวกรรมไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องเรียน แต่สามารถต่อยอดไปสู่ภารกิจสำรวจจักรวาลระดับโลกได้!

13 ต.ค. 69|18 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วมวิทยาศาสตร์

“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วม

สถานการณ์น้ำท่วมกรุงเทพมหานครในปลายเดือนกันยายน 2026 ถือเป็นหนึ่งในเหตุการณ์น้ำท่วมที่รุนแรงที่สุดในรอบหลายปี กรุงเทพมหานครประกาศเป็นพื้นที่ภัยพิบัติทั้ง 50 เขต หลังฝนตกหนักต่อเนื่องนาน 48 ชั่วโมง

13 ต.ค. 69|20 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

อุปกรณ์ราวม่านอัจฉริยะพลังงานแสงอาทิตย์ ปรับเปลี่ยนแสงในบ้านอัตโนมัติตามการโคจรของดวงอาทิตย์ ควบคุมผ่านสมาร์ตโฟนและคำสั่งเสียง โดยไม่ต้องเจาะผนังหรือเดินสายไฟให้ยุ่งยาก

13 ต.ค. 69|22 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

11 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพวิทยาศาสตร์

Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพ

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นวิทยาศาสตร์

รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้น

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69วิทยาศาสตร์

“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69

02 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่วิทยาศาสตร์

สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่

27 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้าวิทยาศาสตร์

“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้า

23 ก.ย. 69
อ่านต่อ →